Олимпиада «Шаг в будущее»

11 класс, заключительный этап, 2024

6 задач

Задача 1
Буквы в симметричном слове АРБУЗУЗУБРА случайно переставили так, что полученное слово отличается от исходного. С какой вероятностью это слово снова будет симметричным? Ответ запишите в виде несократимой дроби.
Ответ:
Решение:
Задача 2
На параболе $y=x^2$ даны две точки: $A$ с абсциссой $-3$ и $B$ с абсциссой $5$. Точка $C$ лежит на дуге $AB$. Найдите максимальную возможную площадь треугольника $ABC$.
Ответ:
Решение:
Задача 3
В треугольник $ABC$ со сторонами $AB=5$, $BC=8$, $AC=7$ вписана окружность с центром в точке $O$, которая касается сторон $AC$ и $BC$ в точках $M$ и $N$ соответственно. На прямой $MN$ отмечена точка $K$ так, что угол $OAK$ равен $60^\circ$. Найдите длину отрезка $KN$.
Ответ:
Решение:
Задача 4
Найдите все значения параметра $a$, при которых неравенство \[ 2\sqrt{x^2+324}-f(x)\geqslant\frac{x^2+324}{f(x)-a}-a \] имеет единственное решение, если $f(x)=\sqrt{g^2(x)-400}$, $g(x)=19+2\cos2x+4\cos x$.
Ответ:
Решение:
Задача 5
Основанием четырехугольной пирамиды $SABCD$ является параллелограмм $ABCD$ со сторонами $AB=2\sqrt{3}$, $AD=4\sqrt{3}$ и углом $A$, равным $60^\circ$. Высотой пирамиды $SABCD$ является отрезок $SO$, где $O$ — точка пересечения диагоналей параллелограмма $ABCD$, $SO=1$. Найдите площадь сечения пирамиды $SABCD$ плоскостью, параллельной медиане $SE$ боковой грани $SAB$ и проходящей через середину ребра $SC$ и середину отрезка $AO$.
Ответ:
Решение:
Задача 6
За время освоения космического пространства на различных орбитах скопилось по данным NASA около 300 тысяч объектов космического мусора. Дальнейшее использование космического пространства в ближайшем будущем может быть существенно осложнено всё возрастающей угрозой столкновения с космическим мусором. Согласно результатам исследований, удаление $3-5$ крупных объектов в год с низких околоземных орбит позволяет предотвратить цепную реакцию роста объектов космического мусора в будущем. На данный момент работающей технологией по утилизации космического мусора является увод старых спутников. Это можно сделать с помощью аппаратов-захватчиков, которые буксируют мусор на орбиты для захоронения.
Рассмотрим плоскость орбиты захоронения. Пусть крупный фрагмент мусора движется в этой плоскости по эллиптической орбите c большой полуосью равной 5000 км, малой — 2500 км. (Для удобства вычислений все расчеты будем производить в тысячах километров.) Введем систему координат с началом отсчета в центре рассматриваемого эллипса, с осью абсцисс, направленной вдоль большой полуоси. Тогда уравнение траектории движения обломка запишется следующим образом: $x^2+4y^2=25$.
На некотором удалении по оси абсцисс находится межпланетная научная станция $S$. С нее стартует летательный аппарат-захватчик, который движется по параболической траектории: $(y+1)^2=-9\cdot(x-7)/4$. Он должен совершить манёвр по переходу с одной орбиты на другую и плавно подойти к обломку для изменения его скорости и направления движения.
Определите координаты точки касания указанных траекторий и угол, который образует с положительным направлением оси абсцисс касательная к параболической траектории в начальный момент времени в точке $S$.
Рисунок: эллипс с центром в начале координат и парабола, касающаяся его в точке K и проходящая через точку S на оси абсциссРисунок: эллипс с центром в начале координат и парабола, касающаяся его в точке K и проходящая через точку S на оси абсцисс
Ответ:
Решение: